[发明专利]一种消光型水性聚氨酯乳液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种消光型水性聚氨酯乳液及其制备方法。本发明主要是利用带有活性官能团的大粒径空心微球，将聚氨酯链段通过化学键包覆在空心微球上，从而形成一种大尺寸的乳胶粒。由于空心微球密度小且具有空心结构，可以改善大粒径聚氨酯胶粒的沉降问题。同时，在干燥成膜过程中，可以在膜表面聚集形成一定的粗糙度，进而达到消光的目的。通过空心微球空心结构及粒径大小的调整可对消光程度进行调控，可以制备满足不同消光要求且稳定的水性聚氨酯消光乳液。本发明消光型水性聚氨酯乳液，其消光程度具有可调节性，且固含量、耐水性、耐热性、力学性能均有提高，可以作为皮革、木器漆等的消光涂层使用。

技术领域

本发明涉及水性功能高分子乳液技术领域，具体而言，涉及一种消光型水性聚氨酯乳液及其制备方法。

背景技术

随着各国环保法律的制定和实施，水性涂料由于具有不可燃烧性、无毒或低毒，对环境伤害小，而且具有节约能源和资源的优点，正逐渐取代溶剂型涂料，成为世界涂料发展的重要方向。而水性聚氨酯涂料由于其可以通过分子设计，在聚氨酯链上引入各种官能团进行交联和复合改性，也正逐渐成为水性涂料的发展重点。

水性聚氨酯根据成膜后光泽度的不同，可以分为高光、平光、无光等。一般认为的低光泽度树脂其成膜后光泽度要≤40。随着人们生活水平及审美观念的提高，对消光树脂的要求也逐渐提高。这些低光泽度的树脂被广泛应用于皮革涂饰，木器漆，塑料涂层，纸张涂饰等领域。

而目前的消光技术主要依赖于外加消光粉的办法来降低光泽度。如专利CN201110404636.9及CN201310123871.8都是通过外加消光粉的方法来降低乳液成膜后的光泽度的。但是这种方法有一定的弊端，就是消光粉与乳液的相容性差，容易发生分层沉降；一般都需要另外加入其它助剂来调整，不但增加了生产成本，也是生产步骤更加繁琐。而且一般得到的乳液的通透性及消光性也比溶剂型乳液的差。而专利CN201310651725.2则是采用了两种不同尺寸的聚氨酯乳液进行混合复配，其中一种乳液组分含有具有交联结构且粒径较大的乳胶粒，而另一种乳液则是含有粒径较小的乳胶粒。这两种乳液进行混合涂饰后，在干燥过程中粒径较大的胶束粒子会使膜表面具有较大的粗糙度，从而达到消光的效果。而专利CN201410099458.7、CN201310292215.0和CN201510386759.2则是通过合成方法的调整，利用亲水性扩链剂磺酸盐和肼类扩链剂来直接制备了含有大粒径的水性聚氨酯乳液。在乳液涂膜干燥过程中，由于大粒径胶粒的存在使膜表面粗糙度增大，从而达到了消光的效果。但是，这些过大粒径的乳液会有明显的沉淀分层出现，虽然可以再分散，但对乳液长期存放的稳定性仍是有影响。进一步就有专利CN201410467681.2采用一种可吸收光线的丙烯酸接枝类物质对聚氨酯分子链进行封端，利用化学消光的方法制备皮革消光乳液。涂饰出的皮革具有自然的消光效果，并且涂层的耐水、耐溶剂性得到了提高。但是这种方法在封端制备过程中，需要反复加入丙酮来控制黏度，操作复杂，且乳液带有大量易燃易爆溶剂，蒸馏过程费时费力，也难以完全去除溶剂。专利CN201310616022.6是以阴离子型封闭聚氨酯和非离子型聚氨酯为种子乳液，再将丙烯酸混合物加入其中进行聚合而得到的一种具有相分离结构的消光树脂。且阴离子封闭聚氨酯与丙烯酸树脂中的羟基发生交联反应，增强了消光树脂的机械强度及耐擦性能。但是制备过程仍不能避免大量丙酮稀释剂的使用，而且生产步骤繁琐，难以工业化生产。CN201410583478.1则是采用添加2-羟基苯甲硫醚来改变折光指数以达到消光的目的。但是体系中仍是不可避免的使用了大量的有毒助剂及醇醚类溶剂，难以满足低VOC排放标准的要求。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种消光型水性聚氨酯乳液的制备方法制备得到的消光型水性聚氨酯乳液，所述的消光型水性聚氨酯乳液，其消光程度具有可调节性，且固含量、耐水性、耐热性、力学性能均有提高，可以作为皮革、木器漆等的消光涂层使用。